[发明专利]宽带双极化辐射单元及大规模阵列天线

说明书

本发明公开了一种宽带双极化辐射单元，包括振子板和巴伦支架；振子板的两对辐射振子相互正交形成对称辐射组合；相邻辐射振子，通过末端的连接臂连接形成回路；回路将相邻辐射振子围绕起来形成第一陷波结构。本申请的辐射单元，辐射振子与相邻辐射振子形成回路使末端残余电流释放掉，从而减少残余电磁波的产生；同时，回路将相邻辐射振子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带内的性能更优；具有易于集成、工艺一致性好、可维护性好的特点。另外，本发明还公开了一种包括多个上述辐射单元的大规模阵列天线。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地，涉及宽带双极化辐射单元及大规模阵列天线。

背景技术

大规模天线阵列Massive MIMO被认为是5G核心技术之一。在大规模天线阵列内置了几十到上千个天线单元，利用空分多址技术SDMA，可在同一时频资源上服务多个用户，同时利用大规模天线阵列带来的阵列增益和干扰抑制增益，使得小区总频谱效率和边缘用户的频率效率得到极大的提升。

具体在实现大规模阵列天线时，为了满足高集成度、可扩展及可维护设计要求，对天线采取模块化设计概念，将天线单元划分成若干个天线子阵列，每个天线子阵列有一个到多个天线单元和馈电网络组成。每个天线子阵列需要很方便地被替换。

目前广泛用于基站天线的单元从工艺上分有钣金工艺、压铸铝工艺和PCB工艺等。在常规基站天线中，钣金工艺的单元，其组装工艺会引入较多的不确定性，限制了其大量使用。压铸铝工艺的单元由于其良好的单元一致性，较高的增益及与同轴电缆良好的匹配特性得以广泛的使用；

但在大规模阵列天线中，由于其需要较多的锡焊工艺，锡焊工艺，尤其是手工焊接，由于温度、进锡量、进锡时机，焊接时间、冷却时间等难以做到很好的一致性，因此一致性较差，生产成本偏高，使大规模阵列天线的性能面临挑战。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供了一种宽带双极化辐射单元，其中相邻的两个辐射振子之间通过末端的连接臂连接，使得辐射振子末端残余电流与相邻辐射振子形成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带内的性能更优。

为达到上述目的，本发明采用了如下所述的技术方案：

一种宽带双极化辐射单元，包括振子板和巴伦支架；

所述振子板的两对辐射振子相互正交形成对称辐射组合；

所述辐射振子包括主体结构和位于主体结构末端的振子臂，振子臂远离振子板中心处，所述振子臂分裂为两条连接臂；

相邻辐射振子，其相邻的连接臂之间相连接形成回路；所述回路将相邻辐射振子围绕起来形成第一陷波结构。

本申请的振子板、巴伦支架均由PCB工艺制作而成，其用于5G大规模阵列天线中，具有易于集成、工艺一致性好、可维护性好的特点；相邻的两个辐射振子之间通过末端的连接臂连接，使得辐射振子末端残余电流与相邻辐射振子形成回路并释放掉，从而减少残余电磁波的产生，提高了极化纯度；同时，回路将相邻辐射振子围绕起来形成的第一陷波结构，可以滤除一些带外干扰频率，使得振子更具滤波特性，带内的性能更优。

作为本发明提供的宽带双极化辐射单元的一种实施方案，相邻辐射振子之间具有间隙，所述间隙处形成有齿状陷波结构。该齿状陷波结构可减少辐射单元之间的相关性，进一步提高隔离度。

作为本发明提供的宽带双极化辐射单元的一种实施方案，所述辐射振子的主体结构具有镂空孔；所述两条连接臂之间的间隙与镂空孔连通。辐射振子为镂空结构，通过镂空加长振子臂的有效长度。